地震烈度、地震基本烈度与四川512地震

——有意压低地震基本烈度是中国地震造成大量人员死亡的主要原因

王维洛

 

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四川512地震前,汶川、北川等地的地震基本烈度被定为VII度,而在中华人民共和国第一代地震烈度区划图中,汶川的地震基本烈度为IX度或者IX度以上,北川的地震基本烈度为VIII度至IX度。按照“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,在高于本地区基本烈度的地震1度至2度的“大震”中,建筑不应该立即倒塌。如果按照第一代地震烈度区划图中的地震基本烈度,四川512地震地区本不该出现如此多的建筑倒塌,特别是学校建筑的瞬间倒塌。

为什么第一代地震烈度区划图未得到审查批准?为什么从第二代到第四代地震烈度区划图中的地震基本烈度越来越低?这是中国政府必须回答的问题。

 

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一、四川省政府用地震烈度区划图作挡枪眼的黄继光

四川512地震后八个月,2009年3月8日在两会期间,人大代表、四川省常务副省长魏宏等接受中外记者专题采访。期间,香港商业电台记者问道:“关于“豆腐渣”工程。省政府调查之后,你们有没有发现一些倒塌的学校和医院当中有“豆腐渣”工程的存在?如果有的话,你们会怎样处理?还有失去小孩的家长对省政府答复“豆腐渣”工程的情况感到十分不满,您有什么回应?”魏宏回答说:“在“5·12”汶川特大地震发生后,省政府出面,我们邀请了清华大学建筑工程设计院、中国建筑科学研究院以及省内的一些权威部门,对震区一些受损受灾的学校和其他重要设施进行了实地调查和研究。调查分析、结论性的意见就是这次“5·12”汶川特大地震,地震级别高、强度大,是造成学校受损和其他一些设施受损最主要和最重要的原因。地震伤害、地震灾害带来的实际破坏烈度普遍大于当时所有灾区学校设防烈度的1到2度。由于有些设施的地理位置不一样,地震在不同地区的作用方式不一样,一些学校、医院和公共文化体育设施的受损程度不一样,但是我们的科学研究部门和权威部门的结论意见是一致的,地震是造成我们这次灾害,包括学校在内的公共服务设施、工矿企业等受损最主要的原因。因此党委和政府尊重科学,按照权威部门作出的结论意见来把握和处理这方面的工作要求。”

魏宏公开了四川省省委和省政府的决定:对地震中被垮塌房屋一律不进行质量鉴定。四川省的法院也拒绝受理一切有关校舍倒塌的案件,理由是:“地震级别高,强度大,是造成学校受损和其他一些设施受损的主要和最重要的原因,地震灾害带来的实际破坏烈度普遍大于当时所有灾区学校设防烈度的1到2度。”从而得出结论是“没有一座学校建筑因质量问题而倒塌”。

 

魏宏所说的学校设防烈度是指地震烈度区划图中所给出的该地区的地震基本烈度并考虑学校建筑需要作的修正四川省省委和省政府把学校建筑的倒塌和学生死亡的责任全部推给了地震烈度区划图,用它来做黄继光,为一切豆腐渣工程的责任人,无论是设计者还是审批者、还是建造者、还是建筑监理还是最后验收者,来堵枪眼。

 

二、中国地震烈度区划图确定地震基本烈度

 

制定全国地震烈度区划图或地震动参数区划图是国家地震局的最主要职能之一。《中国地震烈度区划图》由国务院批准颁布。《中国地震烈度区划图》及使用规定由国家地震局负责解释。

 

在国土规划、区域规划、城市规划、重点工程规划中,中国地震烈度区划图都是最重要的基础资料。

 

根据《中国地震烈度区划图(1990)使用规定》第二条规定:本地震烈度区划图上所标示的地震烈度值,系指在50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇超越概率为10%的烈度值。该烈度值称为地震基本烈度。

 

《中国地震烈度区划图》划定的地震基本烈度,也就是魏宏所说的一般建筑设防烈度。

网络图片:第四代中国地震烈度区划图

 

中国地震烈度区划图主要根据历史地震的文字、图片与当地的地震遗迹以及地震地质资料编制而成。

 

中国地震烈度区划工作最早起源于二十世纪30年代。中华人民共和国成立之后,曾四次编制全国性的地震烈度区划图。但是1955年前第一次编制的中国地震烈度区划图未通过国务院的审查批准,所以官方文件只讲三次编制全国性的地震烈度区划图,分别是1956年,1977年和1990年,但是同时称1956年,1977年和1990年的地震烈度区划图分别为第二代、第三代和第四代地震烈度区划图,唯独缺少第一代地震烈度区划图。2012年后用《地震动参数区划图》替代了《地震烈度区划图》,2016年6月1日正式实施《地震动参数区划图》GB18306-2015,被称为第五代地震区划图。《地震动参数区划图》中给出的地震动峰值加速度可以换算成地震基本烈度。

 

三、唯有第一代中国地震烈度区划图是正确的

 

1953年中国开始第一个五年计划。为了适应大规模经济建设的需要,经地质学家李四光建议,1954年国家成立了中国地震工作委员会,并着手地震区划编图工作,由著名的地震学家李振邦先生担纲。李振邦先生为编制工作两条基本的原则:

 

第一:历史上发生过的地震,将来还可能重复发生;

第二:在相同的地质构造条件下,可能发生同样强度的地震。

 

按上述原则编制的地震区划图,实质上给出的是工程场地可能遭遇的最大的地震烈度。而不是现在定义的在50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。再说,建筑是百年大计,居民住宅更是私人永久财产,定义中的50年期限是标准太低。中国土地使用权为70年,而且是可以延长试用期的,定义中的50年期限是不考虑法律规定。

 

郭安宁和郭增建先生认为:建国以后至今,中国共公开发布了四代全国地震烈度图。事实证明,只有第一代地震烈度区划图是正确的。

 

不知出于什么原因,第一代地震烈度区划图未被国务院审查批准,也未予颁布。

 

郭安宁和郭增建先生将四川512地震地区在四代中国地震烈度区划图上所列出的地震基本烈度与2008年实际发生的地震烈度做了一个比较:


(注I为1;II为2;III为3;IV为4;V为5;VI为6;VIII为7;VIII为8;IX为9;X为10;XI为11;XII为12)

从对比表中可以看出,从第一代到第四代地震烈度区划图,
汶川的地震基本烈度从IX度或IX度以上减小到VII度,减小2度或2度以上;
北川的地震基本烈度从VIII度到IX度减小到VII度,减小1度到2度;
青川的地震基本烈度从VIII度减小到VII度到VII+,减小1度;
绵竹的地震基本烈度从VIII到IX度减小到VII度,减小1度到2度;
茂县的地震基本烈度从IX度或者IX度以上减小到VII+度,减小2度或者2度以上;
安县的地震基本烈度从VIII度减小到VII度,减小1度;
都江堰从的地震基本烈度从VIII度到IX度减小到VII度,减小1度到2度。

所有地区的地震基本烈度,从第一代到第四代地震烈度区划图,全部减小1度或者2度,有的甚至到2度以上。

魏宏认为,四川512地震中倒塌建筑的原因是,实际地震烈度高于(第四代)地震烈度区划图中的地震基本烈度1至2度。

根据“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,“大震”是指高于本地区基本烈度的地震,其烈度比基本烈度约高1度至2度;“中震”即是指本地区基本烈度的地震;而“小震”指低于本地区基本烈度的地震,其烈度比基本烈度约低1度至2度。

按照四川省省委和省政府的意见,唯一李振邦主持编制的第一代地震烈度区划图是正确的。如果按照第一代地震烈度区划图中确定的基本烈度设防,四川512大地震地区中的建筑都不应该倒塌,因为有“大震不倒” 的原则。而从第一代到第四代地震烈度区划图,国家地震局不是与时俱进,而是朝着错误的方向发展。

四川省省委和省政府地震烈度区划图作挡枪眼的黄继光,是把国家地震局拿到火上来烤。

四、苏联专家曾指出:四川512地震地区的地震基本烈度定得过低

 

四川512地震地区的地震基本烈度定得过低,这在科学界是已知的事实。下面举几个例子。

 

紫坪铺水库是四川512地震的中心地区。紫坪铺水库大坝工程的规划设计是二十世纪五十年代完成的。当年前来咨询的苏联专家就认为大坝工程所处的区域是构造活动的地带,地震基本烈度应为IX度以上,认为不适宜建造高坝!当时紫坪铺工程前期准备工程已经开始,由于苏联专家的坚决反对,紫坪铺工程被迫下马,已经建设的溢洪道也被炸掉。

 

紫坪铺工程被迫下马,溢洪道也被炸掉,这件事当时在四川省闹的动静很大,原因也很清楚,苏联专家认为大坝工程所处的区域地震基本烈度应为IX度以上,而不是中国地震烈度区划图上所标出的地震基本烈度只有VII度,低估了地震基本烈度2度以上。

 

中国政府接受了苏联专家的意见,停止了紫坪铺水库工程,就是说中国政府承认大坝工程所处区域的地震基本烈度为IX度以上,但是没有及时对中国地震烈度区划图做出修正。

 

五、四川地震局李有才曾指出:四川512地震地区的地震基本烈度定得过低

 

二十世纪九十年后期紫坪铺水库大坝工程又被重新提到议事日程。大坝工程的地震安全报告是由国家地震局完成的。报告认为紫坪铺大坝坝址的地震烈度最大可达七度,因为在工程区40公里范围内,历史上未见有强震发生。对工程区影响较大的外围历史强震有七次,根据烈度衰减关系,工程区的地震影响烈度不超过七度。据地壳结构、深断裂规模、活动断裂时代及地震烈度影响等因素综合判定,紫坪铺坝区属地壳基本稳定区,建议紫坪铺大坝的防震烈度设计为七度。其实紫坪铺水库大坝工程的地震安全报告和三峡工程的地震安全报告如出一辙,根据烈度衰减关系,坝区100年内遭遇到的地震基本烈度为VI度。考虑到三峡工程的规模和重要性,最终设计时三峡大坝抗震设防标准为VII度。

龙门山是中国强烈地震带之一,这是中国地震界内是众所周知的。自公元1169年以来,共发生破坏性地震25次,其中里氏6级以上地震18次。

四川地震局李有才和四川省地矿局物探大队曹树恒认为:工程区40公里范围内,历史上可能存在7.0级以上的强震发生;坝区的地震基本烈度应是IX度,甚至IX度以上;坝区属地壳基本不稳定区。

李有才和曹树恒在2003年提交了《〈四川岷江上游紫坪铺水库枢纽工程基本烈度复核报告〉几个问题讨论》,认为:

紫坪铺大坝坝区及其附近地区应是未来大地震(7.5级左右)的中心位置。其理由是:

(1)坝区及其附近地区正处三组活动性大断裂构造带交汇部位,据我国著名已故科学家李四光教授的地质力学理论认为,这样的交汇部位应是大地震集聚应力的最佳场所。

(2)坝区及其附近地区所处的深部构造背景与1933年8月25日茂汶叠溪7.5级地震有相似特征,甚至比它具有更为复杂的深部构造背景。

(3)彭州龙兴寺古塔受大地震的破坏情况,对上述结论意见给予了最活生生的一个“证据”和支持。说明,坝区及其附近地区,历史上曾发生过M>7.0级大地震的事件。据大地震可重复的原则,坝区及其附近地区未来发生7.5级左右大地震是可能的。

(4)M≥4.0级地震围空区。

四川地震局所提供的近10余年地震记录(M≥4.0级)表明,松潘、汶川、都江堰等地,表明了南北方向分布活动带,这里值得提出的是,在靠近大坝,并以都江堰、小金、松潘、棉竹等地形成了一个中强地震的围空区,这个围空区位于被地震专家称之为著名的中国南北地震带的中部区域,要知道这是近10余年这一区域的最新地震观测记录资料,是重要的异常现象,它反映靠近坝区内现今断裂活动的闭锁段,是应变能积累高应力区域,是未来发生大地震的中长趋势背景;看来,这个靠近坝区的中强地震围空区的异常变化现象,值得引起格外的注意!

六、其他学者的认识

易桂喜等在2006年6月的《中国地震》上发表《由地震活动参数分析龙门山—岷山断裂带的现今活动、习性与强震危险性》一文一文指出:龙门山断裂带中……南段目前存在6个具有不同活动习性的段落。其中,绵竹—茂县段“属于被研究断裂带上未来最可能发生强震的地段”。

 

成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室主任黄润秋认为:“龙门山构造带由3条北东向断裂带组成,分别是都江堰—江油断裂、映秀—北川断裂和藏汶断裂,还有南北向断裂,因此,这一地区构造非常复杂。近100年来,该地区以北已经有过多次7级以上的地震发生。”

 

七、系统地低估历史上发生过的地震

 

中国的史书中、地方志中有许多详尽的关于地震灾害的记录。中国的地震灾害记录,早于洪水记录、旱灾记录;也多于洪水记录、旱灾记录。

 

1976年中国发生唐山大地震。唐山地区在第一代烈度区划图中被划为VIII度,在第二代出版时降为VI度。官方公布的死亡数字为24万多人。教训十分惨痛。如果说唐山地震和四川512地震有什么最大的区别,就是唐山市委和市政府主要领导人都死于地震,而四川512地震中,各级领导班子人员健在;唐山地震中失去双亲的儿童多,而四川512地震中失去儿童的双亲多。

 

唐山大地震之后,中央政府组织全国各地专家全面地、系统地寻找古籍中有关地震的记录。那时文化大革命尚没有结束,许多专家还处在靠边站的处境。家父是浙江大学(原杭州大学)物理系的教授,他的专长中国科学技术史。文革中受到冲击,戴高帽、挨批斗,不能从事教学也不能从事科研。那时正好靠边站,在校办工厂劳动和在学生食堂卖饭菜票。家父被召入专家组,表示政治上的解放。浙江省杭州市是这次寻找古籍中有关地震记录的重点,因为浙江图书馆中藏有《四库全书》,好像当时全国只有四套《四库全书》。家父是个爱书如命的人,他自己有万卷以上的藏书,但在文革中遗失许多。对于家父来说,最愉快的事情莫过于进书库去翻阅善本。浙江图书馆藏放《四库全书》的地方是杭州风景最美的地方,离著名的饭店楼外楼不远。那时没有复印机,也没有数码相机,都要用笔一字一句抄录下来,十分劳累。但是,每天从断桥到浙江图书馆来回走,欣赏湖上的荷花,也会忘记一天的辛劳。

 

家父认为,史籍中记载的地震记录是真实的,可以作为划定地震基本烈度的依据。而地震局的一些干部则认为,史籍中所记载的地震记录,都是夸大其词,需要向下做出修正,才能做出准确的判断。而这向下做出修正,正好是减少地震基本烈度1至2度或者更高。

 

下面举一个例子加以说明。

 

八、咸丰-黔江发生大地震

 

1856年6月10日(清咸丰六年)咸丰-黔江发生大地震。关于这次地震,古籍中有许多记录。

 

《来凤县志》记载“清咸丰六年初八辰时地震,屋瓦皆动,环近数百里同时震。来凤县与黔江交界之大路坝,山崩十余里,压埋三百余家;自悔家湾板桥溪至蛇盘溪,三十里皆化为湖。地震时,有大山陷入地下,又忽然跃出而下坠者;有平地忽然涌出小阜者;有连山推出数里外者,山上房屋人畜俱无恙者;有田已淹没而田内秧禾反在山上者。山麓故有河,为山石壅塞,水逆流,淹没廿余里,潴为池,广约六、七里,深不可测。”

 

光绪年间的《黔江县志》记载:“咸丰六年五月壬子,地大震,后坝乡山崩。先数日,日光暗淡,地所蒸郁异常,是日弥甚。辰巳间,忽大声如雷震,屋宇晃摇,势欲倾倒,屋瓦皆飞,池波涌立,民惊号走出,仆地不能起立。后许家,溪口遂被堵塞。厥后盛夏雨水,溪涨不通,潴为大泽,延袤二十余里。适浸寺址,四面汪洋,宛若金礁。泽名小瀛海,土人讹为小南海”。

 

同治四年《咸丰县志》记载“咸丰六年五月,地大震,大路坝山崩,由梅家弯、板桥溪,抵蛇盘寨三十余里成湖,压毙村民以数百计,李姓最多。”

 

 

《中国科普博览网》对《1856年咸丰-黔江地震遗迹》做如下介绍:

地震日期:1856.6.10 清咸丰六年五月初八

震中位置:湖北咸丰、四川黔江间(笔者注:黔江今属重庆市)

地震情况:咸丰、黔江交界之大路坝、后坝一带,地震山崩10余里,15里内民户皆为齑粉,压民居300余家。大山中断如截,下陷上跃,连山推出数里外,平地涌出小阜十余。河为山石所壅,水乃逆行,淹没20余里,由许家湾、板桥溪抵蛇盘溪一带皆成湖(即小南海)。压死居民千余人。

 

根据史书中的地震记录,咸丰-黔江地震的地震烈度应该是多少呢?

 

下面是中国地震烈度表,于1980年重新编订,至今有效:

 

I度:无感——仅仪器能记录到

II度:微有感--个别敏感的人在完全静止中有感

III度:少有感--室内少数人在静止中有感,悬挂物轻微摆动

IV度:多有感--室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响

V度:惊醒--室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹

VI度:惊慌--人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简陋棚舍损坏,陡坎滑坡

VII度:房屋损坏--房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水

VIII度:建筑物破坏--房屋多有损坏,少数破坏,路基塌方,地下管道破裂

IX度:建筑物普遍破坏--房屋大多数破坏,少数倾倒,牌坊,烟囱等崩塌,铁轨弯曲

X度:建筑物普遍摧毁--房屋倾倒,道路毁坏,山石大量崩塌,水面大浪扑岸

XI度:毁灭--房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁,地表产生很大变化

XII度:山川易景-一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈变化,动植物遭毁灭

 

笔者把功课留给读者,根据史书中关于地震的记录,对照中国现行的地震烈度表,咸丰-黔江地震的地震烈度应该是多少呢?读者应该能够做出自己的判断。

 

咸丰-黔江地震的地震烈度被中国官方定为VIII度,由此推出咸丰-黔江地震的地震震级为6.25级。咸丰-黔江地震地区部分位于三峡库区,而三峡工程的地震安全报告中认为,三峡工程周围地区历史上发生的最强地震为6.5级。读者也可以判断这个结论是否正确。

 

九、四川512地震地区重建时的地震设防标准依然太低

 

四川512地震之后,中央政府和四川省政府立即开始了重建工作。但是在重建工作中依然没有接受教训,只是对建筑设防烈度略作调整或者根本没有调整。据报道,汶川、茂县、北川、都江堰的抗震设防烈度从VII度提高到VIII度;而成都主城区仍然维持VII度的抗震设防。这个报道并不准确,比如北川县城是易址新建的,建筑的设防烈度依然定为VII度。当时中国城市规划院总规划师石楠指出设防烈度定得太低,应该提高到VIII度,但是四川省政府拒绝这个建议,唯一的例外就是新建的北川中学,其设防烈度定为VIII度。

 

汶川的设防烈度定为VIII度,比震前提高1度,还是低于第一代地震烈度区划图中确定的IX度或IX度以上。

 

茂县的设防烈度定为VIII度,比震前提高1度,还是低于第一代地震烈度区划图中确定的IX度或IX度以上。

 

中央政府和四川省政府只是考虑创造更多GDP。因为按目前的建筑标准,抗震设防烈度从VI度提高到VII度,土建成本增加约5%至10%;从VII度提高到VIII度,土建成本增加约10%至20%;从VIII度提高到IX度,土建成本增加约15%至30%。而按照中国统计局的方法,一平方的建筑所创造的GDP,无论是抗震设防烈度是VI还是VII,是VIII还是IX,都是一样的。

 

根据地震科学家李振邦的理论,历史上发生过的地震,将来还可能重复发生。就是说,四川512地震地区还有发生8.0级强地震的可能,汶川的地址烈度还有可能达到XI级,而汶川重建建筑的设防烈度定为VIII度,比地震烈度XI级低3级,这些建筑还是不能保证“大震不倒”,汶川的居民还是生活在地震的风险之中。未来的四川省省委和四川省政府的负责人还是可以说,实际地震烈度高于设防标准1至2度,死很多人是天灾造成的。

 

2013年4月20日四川省雅安发生7.0级地震,地震烈度为IX度。此次地震是2008年汶川地震之后在龙门山断裂带上发生的又一逆冲型地震。在地震中,许多在四川512地震后采用修正的设防烈度而新建造的建筑依然倒塌,就十分说明问题:第一:抗震设防烈度;第二:建筑质量太差。

 

2011年3月11日日本东北地区沿海发生了9.0级超强地震,还引发了大海啸,15985人遇难,2539人下落不明。日本311地震强度远超512四川8.0级强地震,但人员伤亡远远低于四川512地震,建筑倒塌数量也远远低于512地震。

在纪念四川512地震十周年的日子里,人们应该多多关心如何提高建筑设防烈度,如何提高建筑质量,如何减少地震中的人员死亡。地震本不杀人,但是设防烈度不够高、质量不好的建筑是会在地震中杀人的,而且杀许多人。

 

 

 

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